电容、电阻、电感作用及滤波电路的简单分析

1、()电容：1. 一般是过滤作用，比如比如电解电容可以过滤低频，陶瓷电容可过滤高频原理就 是电容的通交隔直特性，电容对交流信号通路，信号频率越髙，阻抗越小，电容容量越大, 阻抗越小，而对直流信号断路。比如直流电源正负极接一个电容，对交流信号来说相当于短 路，于是波动信号就会通过这个电容而消耗掉，于是电压就更稳定，同理，如果在数字地接 一电容，那么波动信号就会通过它与地短接，流入地端，而不流入下一级电路。2. 由于正常情况下，并联补偿电容是带电的，并用来补偿线路中的无功功率，提高功率 因数，减少电的浪费。当设备或者线路需要维修时，虽然电线或者设备已经断电了，但是这 时候的补偿电容由于是两端还有一左

2、的电圧，如果这时候人一旦碰到电容或者和电容相连的 线路时，人就会有触电危险。但是如果我们在断电后，利用接地线把存储在补偿电容两端的 电经过地线直接引入大地，这样使得电容不带电，从而保证维修人员的安全。3. 电容会充电放电的，接地也可以是放电过程，使电容器保持在一端了零电位。从而使 电容容量达到最优。4. 耦合电容，又称电场耦合或静电耦合。耦合电容器是使得强电和弱电两个系统通过电 容器耦合并隔离，提供高频信号通路，阻止工频电流进入弱电系统，保证人身安全。电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器 耦合的方法。直接耦合效率最髙，信号又不失真，但是，前后两级工作点的

3、调整比较复杂, 相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响，就需要在直流方而把前一级和后一级 分开，同时，又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级，同时能完成这一任务的方法就 是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流，使前后级的工 作点互不牵连。但不同的是，用电容传输时，信号的相位要延迟一些，用变压器传输时，信 号的髙频成分要损失一些。一般情况下，小信号传输时，常用电容作为耦合元件，大信号或 者强信号传输时，常用变压器作为耦合元件。5. 电容能抑制器件两端电压变化率，起缓冲作用。同理电感抑制器件两端电流变化率， 如整流电路中电感使导通角增大，续流二极管使输出电压平

4、均值增大。(二) 电阻：上拉电阻、下拉电阻的作用所谓上，就是指髙电平：所谓下，是指低电平。上拉，就是通过一个电阻将信号接电源, 一般用于时钟信号数据信号等。下拉，就是通过一个电阻将信号接地，一般用于保护信号。 这是根据电路需要设il的，主要目的是为了防止干扰，增加电路的稳左性。一般就是刚上电 的时候，端口电压不稳定，为了让他稳定为高或低，就会用到上拉或下拉电阻。有些芯片内 部集成了上拉电阻，所以外部就不用上拉电阻了。但是有一些开漏的，外部必须加上拉电阻。假如没有上拉，时钟和数据信号容易出错，毕竟，CPU的功率有限，带很多BUS线的时 候，提供高电平信号有些吃力。而一旦这些信号被负载或者干扰拉下

5、到某个电压下，CPU无 法正确地接收信息和发出指令，只能不断地复位重启。假如没有下拉，保护电路极易受到外界干扰，使CPU误以为被保护对象出问题而采取保 护动作，导致误保护。驱动CMOS时,如果TTL输出最低高电平低于CMOS最低高电平时，提髙输岀高电平2 .0C门必须加上拉，提高电平值3加大输出的驱动能力（单片机较常用）4 CMOS芯片中（特别是门的芯片），为防静电干扰,不用的引脚也不悬空，一般上拉，降低 阻抗,提供泄荷通路5提髙输出电平，提髙芯片输入信号的噪声容限，增强抗干扰6提高总线抗电磁能力，空脚易受电磁干扰7长线传输中加上拉，是阻抗匹配抑制反射干扰原则：1从节约功耗和芯片的电流、能力应

6、是电阻尽疑大,R大,1小2从确保驱动能力，应当电阻足够小,R小,1大3.对髙速电路,加上拉可能边沿平缓（上升时间延长）1.驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越 强，但功耗越大，设计时应注意两者之间的均衡。（三）滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波（傅里叶级数中叠加在直流分量上的谐波分量），一般 由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C,或与负载串联电感器L,以及由电容， 电感组成而成的各种复式滤波电路，电容输入式（电容C接在最前面）多用于小功率电源 中；电感输入式（电感接在最前面）多用于大功率电源，滤波电路的原理实际是L、c元件基本特性的组合利用。因为

7、电容器的容抗会随信号频 率升高而变小，而电感器的感抗会随信号频率升髙而增大。以图93（a）所示的滤波电路来说，当有信号从左至右传输时,L对低频信号阻碍小，对 高频信号阻碍大;C则对低频信号衰减小，对髙频信号衰减大。因此该滤波电路容易通过低频 信号,称为低通滤波电路。英特点可用图中的幅一频（UF特性fI线表示。对于图93（b）所示的滤波电路来说，容易通过髙频信号，所以称为高通滤波电路、对于图9-3 （c）所示的滤波电路,它利用C 1和L1串联对谐振信号阻抗小、C2和L2并 联对谐振信号阻抗大的特性，能让谐振信号f容易通过，而阻碍英他频率信号通过，所以称 为带通滤波电路。该电路的这种特点可用图中的

8、幅一频（1>F特性曲线概括。对于图93（d）所示的滤波电路,它利用C1和L1并联对谐振信号阻抗大、C,和L,串联 对谐振信号阻抗小的特点，容易让谐振频率以外的信号通过，而抑制谐振信号厂F通过，所以 称为带阻滤波电路。W 9-3 &艸淞滋爪朮电路（四）傅里叶级数1.如果一个给立的非正弦周期函数f（x）满足狄利克需条件（有限个极值点；间断点有 限，且是第一类；一个周期内绝对可积），它能展开为一个收敛的级数。（X）以2L为周期或自定义在-L丄上,在-L,L可积。(1) 确定八小的周期T = 21;(2) 计算 a c = y|/(j)dr,an = J f <)1nnx“b = f /*( jr)in (lx “ = I >23.称/I若f(x)为偶函数，db/(x)sin 为奇函数，则bn -0,n-/(X)